RU2696450C1 - Совмещённый способ получения гидрокарбоната натрия и азотного удобрения смешанного типа - Google Patents
Совмещённый способ получения гидрокарбоната натрия и азотного удобрения смешанного типа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2696450C1 RU2696450C1 RU2019100364A RU2019100364A RU2696450C1 RU 2696450 C1 RU2696450 C1 RU 2696450C1 RU 2019100364 A RU2019100364 A RU 2019100364A RU 2019100364 A RU2019100364 A RU 2019100364A RU 2696450 C1 RU2696450 C1 RU 2696450C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- ammonia
- carbon dioxide
- sodium
- ammonium
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
- C01C1/16—Halides of ammonium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
- C01C1/24—Sulfates of ammonium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D7/00—Carbonates of sodium, potassium or alkali metals in general
Abstract
Изобретение относится к технологии получения гидрокарбоната натрия и азотных удобрений смешанного типа конверсией раствора солей углекислым аммонием или смесью аммиака и диоксида углерода и может найти применение на крупнотоннажных агрегатах нефтехимии, имеющих в своем составе цеха водоподготовки. Способ осуществляется конверсией водного раствора неорганических солей в присутствии аммиака и диоксида углерода в аппарате с перемешивающим устройством или в насадочной колонне противоточного типа. Причем в качестве водного раствора неорганических солей используют раствор с ионообменных фильтров водоподготовки, обогащенный сульфатом и хлоридом натрия при их мольном соотношении (2-7):1, в который добавляют аммиак и диоксид углерода. После чего отделяют гидрокарбонат натрия в виде осадка. Далее в полученную водную композицию на основе сульфата и хлорида аммония вводят разбавленную серную кислоту до достижения рН раствора 6-6,2 для перевода в сульфат аммония непрореагировавший аммиак и продукты его взаимодействия с угольной кислотой с получением азотного удобрения. Технической результат заключается в разработке оптимальной схемы переработки раствора солей с ионообменных фильтров цехов водоподготовки, обогащенных хлоридом и сульфатом натрия, в гидрокарбонат и аммонийные производные. 2 пр.
Description
Изобретение относится к технологии получения гидрокарбоната натрия и азотных удобрений смешанного типа конверсией раствора солей углекислым аммонием или смесью аммиака и диоксида углерода и может найти применение на крупнотоннажных агрегатах нефтехимии, имеющих в своем составе цеха водоподготовки.
При использовании ионообменных смол для обессоливания речной воды образуются значительные объемы сточных вод с повышенным содержанием сульфата и хлорида натрия, которые сбрасываются в водоемы, осложняя тем самым экологическую обстановку в регионах.
Большинство известных технологий базируются на переводе поваренной соли в соду и хлористый аммоний, а сульфата натрия (мирабилита) - в гипс, с последующим получением на его основе сульфата аммония в качестве азотного удобрения. Конверсия исходных солей не превышает 60%. По указанной причине значительное их количество остается в растворенном состоянии и направляется на очистные сооружения.
Известен способ получения сульфата аммония из гипса или фосфогипса путем их конверсии углекислым аммонием, который готовят заранее в виде 25-30%-ного раствора, либо вводом в реакционную смесь аммиака и углекислого газа при высокой кратности циркуляции пульпы [1. Позин М.Е. Технология минерального сырья. Л.: Химия. 4.2. 1970, с. 1252].
Процесс описывается реакцией:
В отличие от газового метода предлагаемая технология достаточно проста, не требует применения концентрированной серной кислоты. Для приготовления углекислого аммония может быть использован диоксид углерода, содержащийся в дымовых газах.
Недостатком известного способа является низкая производительность фильтрации карбонатной пульпы, образующейся в ходе процесса.
Наиболее близким по технической сущности может рассматриваться способ, позволяющий из природного сульфата натрия (мирабилита) получать два ценных продукта - гидрокарбонат натрия и сульфат аммония [2. Позин М.Е. Технология минеральных солей. Изд. Химическая литература. Л.: 1949. - 574 с.]. Он основан на следующих реакциях:
После отделения кристаллов гидрокарбоната натрия методом фильтрации раствор сульфата аммония направляется на удаление аммиака и последующее упаривание с целью отделения второго целевого продукта.
К недостаткам данного способа можно отнести возможность образования смешанных солей из сульфатов натрия и аммония, что снижает степень превращения мирабилита в твердое азотное удобрение, а также большие затраты энергии на отгонку аммиака и упаривание водного раствора сульфата аммония.
Технической задачей изобретения является разработка оптимальной схемы переработки раствора солей с ионообменных фильтров цехов водо-подготовки, обогащенных хлоридом и сульфатом натрия, в гидрокарбонат и аммонийные производные.
Поставленная цель достигается их конверсией в химические продукты -гидрокарбонат натрия и водный раствор азотного удобрения смешанного типа, реализуемой при контакте солевого раствора с газообразным аммиаком и углекислым газом в аппарате с перемешивающим устройством или в абсорбционной насадочной колонне с последующим охлаждением реакционной смеси, отделением выпавшего в осадок плохо растворимого гидрокарбоната натрия и переводом непрореагировавшего аммиака в фильтрате в сульфат аммония раствором серной кислоты.
Возможность протекания реакций (2//) подтверждена термодинамическим расчетом энергии Гиббса, которая имеет отрицательное значение. Детальное исследование этого процесса показало, что при увеличении подачи в реакционную смесь диоксида углерода и аммиака или водного гидрокарбоната аммония можно сместить равновесие в сторону образования конечных продуктов, повысив тем самым степень конверсии сульфата натрия в сульфат аммония до требуемого уровня.
При наличии в солевой смеси хлорида натрия возможна его конверсия по уравнению (3).
Положение равновесия рассматриваемой обратимой реакции определяется мольным избытком аммиака и диоксида углерода по отношению к хлористому натрию.
Таким образом, при использовании в качестве исходного сырья раствора солевой смеси с цехов водоподготовки с мольным соотношением в ней сульфата и хлорида натрия равном (2 - 7): 1, можно прогнозировать одновременное получение гидрокарбоната натрия, сульфата и хлорида аммония. Среди перечисленных соединений наименьшей растворимостью в воде обладает сода. Данные о растворимости в воде синтезируемых продуктов иллюстрируются нижеприведенными данными.
Используя их нетрудно выбрать оптимальную температуру для отделения гидрокарбоната натрия методом фильтрации. Оставшийся раствор хлорила и сульфата аммония может рассматриваться как азотное удобрение смешанного типа и использован по назначению без выделения входящих в него солей. Нейтрализация непрореагировавшего аммиака в фильтрате приводит к дополнительному образованию сульфата аммония.
С учетом изложенного, сущностью предлагаемого технического решения является совмещенный способ получения гидрокарбоната натрия и азотного удобрения смешанного типа конверсией водного раствора неорганических солей в присутствии аммиака и диоксида углерода в реакторе с перемешивающим устройством или в насадочной колонне противоточного типа, причем в качестве сырьевой солевой смеси выступает концентрированный раствор с ионообменных фильтров цехов водоподготовки, обогащенный сульфатом и хлоридом натрия при их мольном отношении (2-7):1, а получаемое азотное удобрение после отделения осадка гидрокарбоната натрия является водной композицией на основе сульфата и хлорида аммония, в которую вводится разбавленная серная кислота для перевода в сульфат аммония аммиак и продукты его взаимодействия с угольной кислотой.
Полученные результаты иллюстрируются следующими примерами.
Пример 1.
В качестве объекта исследования взят концентрированный водный раствор с узла ионообменной водоподготовки агрегатов аммиака следующего состава, мас. %:
В лабораторный аппарат объемом 1 дм3, снабженный механической мешалкой, загружают 0,6 дм солевого раствора, и при температуре 60°С барботируют в него газовые потоки углекислого газа и аммиака до достижения мольного соотношения сульфат натрия: диоксид углерода: аммиак =1:3:3. Температуру реакционной смеси снижают затем до 15-20°С и отделяют на ленточном фильтре выпавшие кристаллы гидрокарбоната натрия, а в фильтрат добавляют разбавленную серную кислоту для связывания остаточного аммиака до достижения рН раствора 6-6.2.
Степень конверсии хлорида и сульфата натрия составила 93%.
Пример 2.
Состав водного раствора с узла водоподготовки иллюстрируется следующими данными, мас. %:
Указанный раствор с температурой 50°С непрерывно подают в верхнюю часть колонного аппарата, снабженного одной секцией с металлической насадкой, со скоростью 0,1 л/мин, а в куб противотоком - газообразные диоксид углерода и аммиак до достижения мольного отношения сульфат натрия: аммиак: диоксид углерода =1: 3,2: 3,2. Неабсорбированные газы выводятся из верха колонны и возвращаются в аппарат с новыми порциями газообразных реагентов. Для повышения эффективности абсорбции газов предусмотрена циркуляция солевого раствора из куба на верхнюю секцию насадки.
По истечении двух часов ведения процесса содержимое абсорбера перекачивают в емкость с охлаждающей рубашкой и процесс завершают аналогично примера 1.
Степень конверсии хлорида и сульфата натрия составила 97%.
Таким образом, из описания и примеров следует, что по предлагаемому техническому решению удается решить важную экологическую проблему как переработку солесодержащих стоков с цехов водоподготовки в востребованную химическую продукцию. По сравнению с известными методами существенно упрощена технологическая схема ведения процесса, повышена степень конверсии исходных солей в соду и азотные удобрения смешанного типа, предложено решение острой экологической проблемы.
Claims (1)
- Совмещенный способ получения гидрокарбоната натрия и азотного удобрения смешанного типа конверсией водного раствора неорганических солей в присутствии аммиака и диоксида углерода в аппарате с перемешивающим устройством или в насадочной колонне противоточного типа, отличающийся тем, что в качестве водного раствора неорганических солей используют раствор с ионообменных фильтров водоподготовки, обогащенный сульфатом и хлоридом натрия при их мольном соотношении (2-7):1, в который добавляют аммиак и диоксид углерода, после чего отделяют гидрокарбонат натрия в виде осадка, далее в полученную водную композицию на основе сульфата и хлорида аммония вводят разбавленную серную кислоту до достижения рН раствора 6-6,2 для перевода в сульфат аммония непрореагировавший аммиак и продукты его взаимодействия с угольной кислотой с получением азотного удобрения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019100364A RU2696450C1 (ru) | 2019-01-09 | 2019-01-09 | Совмещённый способ получения гидрокарбоната натрия и азотного удобрения смешанного типа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019100364A RU2696450C1 (ru) | 2019-01-09 | 2019-01-09 | Совмещённый способ получения гидрокарбоната натрия и азотного удобрения смешанного типа |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2696450C1 true RU2696450C1 (ru) | 2019-08-01 |
Family
ID=67586960
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019100364A RU2696450C1 (ru) | 2019-01-09 | 2019-01-09 | Совмещённый способ получения гидрокарбоната натрия и азотного удобрения смешанного типа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2696450C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023103770A1 (zh) * | 2021-12-09 | 2023-06-15 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种混合废盐制备碳酸钠联产硫酸铵与氯化铵的方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1819854A1 (en) * | 1990-10-11 | 1993-06-07 | Харьковское Научно-Производственное Объединение "Карбонат" | Method of sodium hydrocarbonate producing |
RU2080292C1 (ru) * | 1993-01-11 | 1997-05-27 | Уральский научно-исследовательский химический институт | Способ получения кальцинированной соды |
UA96040C2 (ru) * | 2009-12-11 | 2011-09-26 | Петро Георгійович Дульнєв | Способ получения бикарбоната натрия |
CN206645962U (zh) * | 2017-03-20 | 2017-11-17 | 科莱环境工程(北京)有限公司 | 一种综合处理化工浓盐水系统 |
CN206645853U (zh) * | 2017-03-20 | 2017-11-17 | 科莱环境工程(北京)有限公司 | 一种分质结晶技术处理含盐废水的系统 |
-
2019
- 2019-01-09 RU RU2019100364A patent/RU2696450C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1819854A1 (en) * | 1990-10-11 | 1993-06-07 | Харьковское Научно-Производственное Объединение "Карбонат" | Method of sodium hydrocarbonate producing |
RU2080292C1 (ru) * | 1993-01-11 | 1997-05-27 | Уральский научно-исследовательский химический институт | Способ получения кальцинированной соды |
UA96040C2 (ru) * | 2009-12-11 | 2011-09-26 | Петро Георгійович Дульнєв | Способ получения бикарбоната натрия |
CN206645962U (zh) * | 2017-03-20 | 2017-11-17 | 科莱环境工程(北京)有限公司 | 一种综合处理化工浓盐水系统 |
CN206645853U (zh) * | 2017-03-20 | 2017-11-17 | 科莱环境工程(北京)有限公司 | 一种分质结晶技术处理含盐废水的系统 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
[Электронный ресурс], URL: https://otherreferats.allbest.ru/ecology/00038641_0.html. Дата размещения - 27.12.2009. * |
М.Е. ПОЗИН, "Технология минеральных солей", из-во "Госхимиздат", М.-Л., 1949, с. 574. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023103770A1 (zh) * | 2021-12-09 | 2023-06-15 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种混合废盐制备碳酸钠联产硫酸铵与氯化铵的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11148956B2 (en) | Systems and methods to treat flue gas desulfurization waste to produce ammonium sulfate and calcium carbonate products | |
SU824890A3 (ru) | Способ получени сульфата кали | |
CN110092396A (zh) | 一种石墨烯废硫酸资源化的方法及系统 | |
JP2002518281A (ja) | 硫酸カリウムの製造法 | |
RU2696450C1 (ru) | Совмещённый способ получения гидрокарбоната натрия и азотного удобрения смешанного типа | |
US20020114759A1 (en) | Process for the production of hydrochloric acid and neutralized sulfates | |
US8388916B2 (en) | Process for production of commercial quality potassium nitrate from polyhalite | |
Jibril et al. | Chemical conversions of salt concentrates from desalination plants | |
EA015407B1 (ru) | Способ переработки фосфогипса на сульфат аммония и карбонат кальция | |
RU2705953C1 (ru) | Способ получения нитрата калия | |
NL192384C (nl) | Gipsconversie. | |
AU2003300719A1 (en) | Process for recovery of sulphate of potash | |
RU2238906C2 (ru) | Получение двух солей щелочных металлов посредством комбинированного способа ионного обмена и кристаллизации | |
US8871170B2 (en) | Polyhalite IMI process for KNO3 production | |
US3734709A (en) | Process for the production of chlorine, sodium bicarbonate and ammonium-sodium nitrate | |
CN115784263B (zh) | 通过硫酸钠制备纯碱的方法及其应用 | |
RU2560359C2 (ru) | Кальцинатный способ получения карбоната лития из литиеносного сырья | |
RU2296150C1 (ru) | Способ получения антигололедного реагента | |
RU2027672C1 (ru) | Способ получения очищенного карбоната кальция | |
RU1768567C (ru) | Способ получени органоминерального удобрени | |
RU2206506C1 (ru) | Способ получения хлорида кальция и нитрата калия из хлорида калия и нитрата кальция | |
SU1497252A1 (ru) | Способ переработки марганцевых карбонатных руд | |
RU2393118C1 (ru) | Способ получения хлорида магния и нитрата кальция в замкнутом цикле | |
SU208696A1 (ru) | Способ переработки боркальцийсодержащей руды | |
SU1154271A1 (ru) | Способ получени 1,8-и-1,5-аминосульфокислот нафталина |